窗戶玻璃05 熔融與澄清
當原料按適當比例徹底混合後,緊接著便是熔融程序。以往這是在專門容納大型黏土坩堝的爐具中進行,配合料在坩堝內熔化。在製造窗玻璃方面,我國已全面淘汰這種舊式系統,改採連續熔融蓄熱式池爐系統,並以發生爐煤氣或天然氣作為燃料。
美國窗玻璃公司擁有十三座構造最先進的連續玻璃熔融池爐,其中五座的規模遠超全球任何其他玻璃熔融爐。最大型的池爐寬達 30 英尺、長 140 英尺、深 5 英尺。要想像如此龐大的池爐,不妨將其描繪成一座容量達 172,627 加侖的巨型游泳池,裡面盛裝著 1,800 噸溫度介於華氏 2,200 至 2,700 度的熔融玻璃液。若將其中一座大型爐內的全部玻璃製成單倍厚度、寬度一英尺的玻璃片,其長度可延伸達六百英里,相當於從匹茲堡一直綿延到聖路易斯。
在現代連續熔融蓄熱式池爐系統中,原料連同稱為「熟料」或「碎玻璃」(cullet)的碎玻璃一同投入爐內,後者能促進熔化過程。隨後原料在熔融區接受高溫加熱,直至完全化為黏稠的液體團塊;這團液體中布滿了熔融過程中釋出且尚未逸出的氣泡。隨著前批投入的配合料熔化,爐內會定期以相應速度持續投料。池爐會連續數月保持在熔融溫度,除了常規的週日停工外,熔融作業從不中斷;原料從一端投入,熔融玻璃液則從另一端取出。這樣的連續運轉會一直持續到爐體耐火材損耗至必須大修為止。
熔融的黏稠玻璃液緩緩沿著爐膛流動,穿過溫度更高的區域;此時玻璃液變得更具流動性,使受困的氣體得以逸出。這便是澄清(refining)過程。若澄清區的溫度不夠高,或是玻璃液流經的速度過快,玻璃就無法得到充分澄清,內部將殘留大小不一的氣泡,有的相當巨大,有的則細小如針尖。
澄清後的玻璃繼續在爐中流向工作區,隨著逐漸遠離爐火,玻璃液也逐步降溫。當流抵工作區時,玻璃已冷卻至適於工人操作的狀態。若池爐結構設計不當,便無法獲得維持適宜工作黏度所需的均勻溫度階梯。本公司的池爐在此方面展現了卓越效率,所產出的優質玻璃數量超過我們所知的任何其他窗玻璃熔爐。
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